JP6838612B2 - Inspection chip and inspection system - Google Patents

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Description

本発明は、側面に構造物を有する検査チップに関する。また、本発明は、側面に構造物を有する検査チップを使用した検査システムに関する。 The present invention relates to an inspection chip having a structure on the side surface. The present invention also relates to an inspection system using an inspection chip having a structure on a side surface.

生化学検査において抗原抗体反応などの生化学反応が利用されている。例えば、蛍光免疫測定法(fluoroimmunoassay, FIA)では、被検出物質(抗原)に蛍光物質を含む標識物質を結合させて被検出物質を蛍光標識する。その後、蛍光標識された被検出物質に励起光を照射し、蛍光物質から発せられた蛍光を検出して、当該蛍光の強度から被検出物質の量などを特定する。このようなFIAの中で、被検出物質の検出を特に高感度で行うことが可能な方法として、表面プラズモン励起増強蛍光分光法(surface plasmon-field enhanced fluorescence spectroscopy, SPFS)が知られている。 Biochemical reactions such as antigen-antibody reaction are used in biochemical tests. For example, in fluoroimmunoassay (FIA), a labeling substance containing a fluorescent substance is bound to a substance to be detected (antigen) to fluorescently label the substance to be detected. Then, the fluorescently labeled substance to be detected is irradiated with excitation light, the fluorescence emitted from the fluorescent substance is detected, and the amount of the substance to be detected is specified from the intensity of the fluorescence. Among such FIA, surface plasmon-field enhanced fluorescence spectroscopy (SPFS) is known as a method capable of detecting a substance to be detected with particularly high sensitivity.

SPFSでは、被検出物質と特異的に結合する第1の捕捉体(例えば1次抗体)を金属膜上に固定化して、被検出物質を捕捉するための反応場を形成する。例えば、特許文献1には、ウェル(液体を収容するための有底の凹部)の底面に反応場を配置したウェル型の検査チップ(センサ構造体22)を備えたSPFS装置が開示されている。同検査チップでは、ウェルは、光透過性を有する誘電体部材の上に形成された金属膜上に、貫通孔を有するウェル部材を固定することで形成されており、反応場は、ウェルの底面を構成する金属膜上に配置されている。そして、被検出物質を含み得る試料(検体等)をこのウェルに導入することで、金属膜上に固定化され、反応場を形成している第1の捕捉体に、被検出物質を結合させる。次いで、蛍光標識された第2の捕捉体(例えば2次抗体)をウェルに導入することで、第1の捕捉体と結合した被検出物質に、第2の捕捉体を更に結合させる。つまり、被検出物質を間接的に蛍光標識するのである。この状態で誘電体部材側から金属膜に励起光を照射すると、蛍光物質が、表面プラズモン共鳴(surface plasmon resonance, SPR)により増強された電場により励起されて蛍光を放出する。特許文献1に開示のSPFS装置では、蛍光物質から放出された蛍光は、ウェル内の液体の液面を通過しウェルの上方に配置された検出部により検出される。 In SPFS, a first trap (for example, a primary antibody) that specifically binds to a substance to be detected is immobilized on a metal membrane to form a reaction field for capturing the substance to be detected. For example, Patent Document 1 discloses an SPFS apparatus including a well-type inspection chip (sensor structure 22) in which a reaction field is arranged on the bottom surface of a well (a bottomed recess for containing a liquid). .. In the inspection chip, the well is formed by fixing a well member having a through hole on a metal film formed on a light-transmitting dielectric member, and the reaction field is formed on the bottom surface of the well. It is arranged on the metal film constituting the above. Then, by introducing a sample (sample or the like) that can contain the substance to be detected into this well, the substance to be detected is bound to the first trap that is immobilized on the metal film and forms the reaction field. .. Then, by introducing a fluorescently labeled second trap (for example, a secondary antibody) into the well, the second trap is further bound to the substance to be detected bound to the first trap. That is, the substance to be detected is indirectly fluorescently labeled. When the metal film is irradiated with excitation light from the dielectric member side in this state, the fluorescent substance is excited by an electric field enhanced by surface plasmon resonance (SPR) and emits fluorescence. In the SPFS apparatus disclosed in Patent Document 1, the fluorescence emitted from the fluorescent substance passes through the liquid surface of the liquid in the well and is detected by a detection unit arranged above the well.

国際公開第2012/157403号International Publication No. 2012/157403

前述した通りに、特許文献1に開示の検査チップでは、ウェルの底面に金属膜を形成し反応場を配置しているため、ウェル内の試薬等の液体を除去する際、送液器具の先端が金属膜又は反応場に接触しこれらが破損してしまうおそれがある。そのため、送液器具の先端をウェルの底面に押し付けることができず、ウェル内の液体を十分に除去することが困難である。そして、試薬等の液体が十分に除去されずにウェル内に残存してしまうと、各種反応が適切に進まず、検出精度が低下してしまう。 As described above, in the inspection chip disclosed in Patent Document 1, since a metal film is formed on the bottom surface of the well and the reaction field is arranged, the tip of the liquid feeding device is used when removing a liquid such as a reagent in the well. May come into contact with the metal film or reaction field and damage them. Therefore, the tip of the liquid feeding device cannot be pressed against the bottom surface of the well, and it is difficult to sufficiently remove the liquid in the well. If the liquid such as the reagent is not sufficiently removed and remains in the well, various reactions do not proceed properly and the detection accuracy deteriorates.

また、前述した通りに、特許文献1に開示のSPFS装置では、検出部は、ウェルの上方に配置されており、ウェル内の液体の液面を通過した蛍光を検出しているため、蛍光の検出結果は、メニスカスの影響、又は液面上に存在する気泡の影響を受けてしまうおそれがある。蛍光の検出結果がメニスカス又は気泡等の影響を受けてしまうと、検出精度が低下してしまう。 Further, as described above, in the SPFS apparatus disclosed in Patent Document 1, the detection unit is arranged above the well and detects the fluorescence that has passed through the liquid surface of the liquid in the well. The detection result may be affected by the meniscus or the bubbles existing on the liquid surface. If the fluorescence detection result is affected by meniscus, bubbles, or the like, the detection accuracy will decrease.

すなわち、従来技術のように反応場をウェルの底面に設けた検査チップでは、検出精度が低下してしまう問題がある。 That is, there is a problem that the detection accuracy is lowered in the inspection chip in which the reaction field is provided on the bottom surface of the well as in the prior art.

一方、試薬等の液体を反応場に十分に供給し、反応を効率良く行うためには、検査チップ内に収容された液体を撹拌する必要がある。一般的な撹拌方法として、円運動による撹拌(以下、円運動撹拌とする。)が知られている。図1は、撹拌装置の回転体99に設置された従来の検査チップ60xの円運動を説明するための模式図である。図1の上方は、円運動撹拌を行う際、撹拌装置の回転体99に設置された検査チップ60xの側面図を示す。図1の下方には、円運動撹拌を行う際、検査チップ60xをその開口側から見た時の模式図を示す。なお、図1の下方においては、表記の便宜上、検査チップ60xを直線で表記しており、回転体99と接触して回転体99の円運動を受ける検査チップ60xの先端66bの運動軌跡を破線で表記している。 On the other hand, in order to sufficiently supply a liquid such as a reagent to the reaction field and carry out the reaction efficiently, it is necessary to stir the liquid contained in the test chip. As a general stirring method, stirring by circular motion (hereinafter referred to as circular motion stirring) is known. FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the circular motion of the conventional inspection tip 60x installed on the rotating body 99 of the stirring device. The upper part of FIG. 1 shows a side view of the inspection tip 60x installed on the rotating body 99 of the stirring device when performing circular motion stirring. The lower part of FIG. 1 shows a schematic view of the inspection tip 60x as viewed from the opening side when performing circular motion stirring. In the lower part of FIG. 1, for convenience of notation, the inspection chip 60x is represented by a straight line, and the motion locus of the tip 66b of the inspection chip 60x that comes into contact with the rotating body 99 and receives the circular motion of the rotating body 99 is broken. It is written in.

円運動撹拌では、検査チップ60xの開口側の一端を図示しない固定部材によって固定し、検査チップ60xの底面側の他端を、図1に示すように、撹拌装置の回転体99に設置することで、円運動を行う回転体99に連れて検査チップ60xを円運動させる。従来のウェル型の検査チップ60x(例えば試験管など)では、検査チップ60xが対称な構造となっており、試薬等の液体が入った状態での重心G1と、回転体99と接触して回転体99の円運動を受ける先端66bとが、検査チップ60xの長さ方向(図1における上下方向)において同じ軸上に存在するため、図1の下方に示すように、両者は同じ運動軌跡を示し、検査チップ60xは回転体99の円運動に連れて安定した円運動を行うことができる。 In circular motion stirring, one end of the inspection chip 60x on the opening side is fixed by a fixing member (not shown), and the other end of the inspection chip 60x on the bottom surface side is installed on the rotating body 99 of the stirring device as shown in FIG. Then, the inspection chip 60x is made to make a circular motion with the rotating body 99 which makes a circular motion. In the conventional well-type inspection chip 60x (for example, a test tube), the inspection chip 60x has a symmetrical structure, and rotates in contact with the center of gravity G1 in a state where a liquid such as a reagent is contained and the rotating body 99. Since the tip 66b that receives the circular motion of the body 99 exists on the same axis in the length direction (vertical direction in FIG. 1) of the inspection chip 60x, both have the same motion trajectory as shown in the lower part of FIG. As shown, the inspection chip 60x can perform a stable circular motion along with the circular motion of the rotating body 99.

しかしながら、反応場をウェルの底面に設けた検査チップを用いた場合に生じる前述した検出精度が低下してしまうという問題を解決すべく、反応場をウェルの底面以外の位置に設けようとすると、それに伴い誘電体部材等をも移動させざるを得なくなり、検査チップの構造が非対称となってしまう。例えば、以下に、反応場を側面に有する検査チップを用いた場合について説明する。 However, in order to solve the above-mentioned problem that the detection accuracy is lowered when the test chip provided on the bottom surface of the well is used, if the reaction field is provided at a position other than the bottom surface of the well, Along with this, the dielectric member and the like have to be moved, and the structure of the inspection chip becomes asymmetric. For example, the case where a test chip having a reaction field on the side surface is used will be described below.

図2は、撹拌装置の回転体99に設置され、反応場を側面に有する検査チップ60yの円運動を説明するための模式図である。図2の上方は、円運動撹拌を行う際、撹拌装置の回転体99に設置された検査チップ60yの側面図を示す。図2の下方は、円運動撹拌を行う際、検査チップ60yをその開口側から見た時の模式図を示す。なお、図2の下方においては、表記の便宜上、検査チップ60yを直線で表記しており、回転体99と接触して回転体99の円運動を受ける検査チップ60yの先端66b、及び、試薬等の液体が入った状態での検査チップ60yの重心G2の運動軌跡をそれぞれ破線で表記している。 FIG. 2 is a schematic view for explaining the circular motion of the inspection tip 60y installed on the rotating body 99 of the stirring device and having the reaction field on the side surface. The upper part of FIG. 2 shows a side view of the inspection tip 60y installed on the rotating body 99 of the stirring device when performing circular motion stirring. The lower part of FIG. 2 shows a schematic view when the inspection tip 60y is viewed from the opening side when performing circular motion stirring. In the lower part of FIG. 2, for convenience of notation, the inspection chip 60y is represented by a straight line, and the tip 66b of the inspection chip 60y that comes into contact with the rotating body 99 and receives the circular motion of the rotating body 99, the reagent, and the like. The motion loci of the center of gravity G2 of the inspection chip 60y in the state where the liquid is contained are shown by broken lines.

図2に示すように、反応場を側面に有する検査チップ60yでは、検査チップ60yは、非対称な構造となっており、試薬等の液体が入った状態での重心G2と、回転体99と接触して回転体99の円運動を受ける検査チップ60yの先端66bとが、互いに離間して検査チップ60yの長さ方向(図2における上下方向)において異なる軸上に存在するため、図2の下方に示すように、両者は異なった運動軌跡を示し、検査チップ60yの円運動は、その影響を受けて不安定となってしまう。具体的には、検査チップ60yが撹拌装置から転落するおそれがある。また、検査チップ60yが撹拌装置から転落することがない場合においても、検査チップ60y内の試薬等の液体を効率良く撹拌することができず、撹拌を行っても、検査チップ60y内の試薬等の液体がいわゆる渦を形成せずに、試薬等の液体を反応場に十分に供給することが期待できないおそれがある。 As shown in FIG. 2, in the inspection chip 60y having a reaction field on the side surface, the inspection chip 60y has an asymmetric structure and is in contact with the center of gravity G2 in a state where a liquid such as a reagent is contained and the rotating body 99. Since the tip 66b of the inspection chip 60y that receives the circular motion of the rotating body 99 is separated from each other and exists on different axes in the length direction (vertical direction in FIG. 2) of the inspection chip 60y, the lower part of FIG. As shown in the above, the two show different motion trajectories, and the circular motion of the inspection chip 60y is affected by this and becomes unstable. Specifically, the inspection tip 60y may fall from the stirrer. Further, even when the inspection chip 60y does not fall from the stirring device, the liquid such as the reagent in the inspection chip 60y cannot be efficiently stirred, and even if stirring is performed, the reagent or the like in the inspection chip 60y is not stirred. It may not be expected that the liquid of the above will sufficiently supply the liquid such as a reagent to the reaction field without forming a so-called vortex.

すなわち、従来技術では、被検出物質の検出精度の更なる向上と、安定して且つ効率的な撹拌とを同時に実現することができなかった。 That is, in the prior art, it has not been possible to further improve the detection accuracy of the substance to be detected and to achieve stable and efficient stirring at the same time.

本発明の検査チップは、内部に液体を収容し、底面端の円運動により前記液体を撹拌するための検査チップであって、前記液体を収容するためのウェル本体と、前記ウェル本体の側面に配設された側壁部材とを有し、前記ウェル本体の前記底面端は、前記ウェル本体の中心線から前記側壁部材に偏った位置にて、前記底面端を円運動させるための回転部材と接触する底面構造を有する。 The inspection chip of the present invention is an inspection chip for accommodating a liquid inside and stirring the liquid by a circular motion at the bottom end, and is provided on a well body for accommodating the liquid and a side surface of the well body. It has a side wall member that is arranged, and the bottom end of the well body comes into contact with a rotating member for circularly moving the bottom end at a position biased from the center line of the well body to the side wall member. Has a bottom structure.

本発明の検査システムは、本発明の検査チップを使用した検査システムであって、前記検査チップに対して光を照射する光源と、前記検査チップから出射した被測定光を測定するための検出部と、前記回転部材を有する撹拌装置とを有する。 The inspection system of the present invention is an inspection system using the inspection chip of the present invention, and is a light source that irradiates the inspection chip with light and a detection unit for measuring the light to be measured emitted from the inspection chip. And a stirring device having the rotating member.

本発明によれば、被検出物質の検出精度の更なる向上と、安定して且つ効率的な撹拌とを同時に実現することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to further improve the detection accuracy of the substance to be detected and simultaneously realize stable and efficient stirring.

撹拌装置の回転体に設置された従来の検査チップの円運動を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the circular motion of the conventional inspection tip installed in the rotating body of a stirrer. 撹拌装置の回転体に設置され、側面に構造物を有する従来の検査チップの円運動を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the circular motion of the conventional inspection tip which is installed in the rotating body of a stirrer and has a structure on the side surface. 生化学検査システムの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of a biochemical inspection system. 図4Aは、検査チップの斜視図である。図4Bは、ウェル本体の斜視図である。図4Cは、ウェル本体の斜視透視図である。FIG. 4A is a perspective view of the inspection chip. FIG. 4B is a perspective view of the well body. FIG. 4C is a perspective perspective view of the well body. 側壁部材の構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the side wall member. 検査チップを第1開口側から見た時の模式図である。It is a schematic diagram when the inspection chip is seen from the 1st opening side. 制御演算部のブロック図である。It is a block diagram of a control calculation part. 撹拌装置の回転体に設置された検査チップの円運動を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the circular motion of the inspection tip installed in the rotating body of a stirrer. 生化学検査システムの動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation of a biochemical inspection system.

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための一形態について説明する。本実施形態は、生化学検査システムであり、1つの検査を構成する個々のステップをそれぞれ行う複数の測定ユニットが生産ラインに順に並んでおり、検査チップが生産ラインに沿って進行することにより、個々のステップが順に行われ検査が進行していくとともに、複数の検査チップを次々と導入することにより、複数の検査をほぼ同時に行える連続形態を採用している。ただし、本発明は連続形態に限定されない。例えば、1つの検査を構成する個々のステップを同じ位置で行い、検査の進行が検査チップの進行に依存しない非連続形態を採用することもできる。 Hereinafter, one embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The present embodiment is a biochemical inspection system, in which a plurality of measuring units that perform individual steps constituting one inspection are arranged in order on the production line, and the inspection chips proceed along the production line. As the individual steps are performed in order and the inspection progresses, a continuous form is adopted in which a plurality of inspection chips can be introduced one after another so that a plurality of inspections can be performed almost at the same time. However, the present invention is not limited to the continuous form. For example, it is possible to adopt a discontinuous form in which the individual steps constituting one inspection are performed at the same position and the progress of the inspection does not depend on the progress of the inspection chip.

なお、本実施形態は、生化学検査としてSPFSを利用した方法を採用しているが、本発明はSPFSを利用した方法に限定されない。例えば、表面プラズモン共鳴(surface plasmon resonance, SPR)、一般的な蛍光イムノアッセイなどの方法を採用することもできる。もっとも、検査の種類や態様が限定されることはなく、非対称な検査チップの使用を必要とする場合であれば、被検出物質の検出精度の更なる向上と、安定して且つ効率的な撹拌とを同時に実現する効果が得られ得る。 Although the present embodiment employs a method using SPFS as a biochemical test, the present invention is not limited to the method using SPFS. For example, methods such as surface plasmon resonance (SPR) and general fluorescence immunoassay can also be adopted. However, the type and mode of inspection are not limited, and if the use of an asymmetric inspection chip is required, the detection accuracy of the substance to be detected is further improved, and stable and efficient stirring is performed. And can be obtained at the same time.

(生化学検査システム)
図3は、本実施形態に係る生化学検査システムAの構成を示す模式図である。生化学検査システムAは、SPFSを利用した生化学検査を行うためのシステムである。具体的に、生化学検査システムAは、金属膜上に固定化された第1の捕捉体により被検出物質を捕捉し、第1の捕捉体に捕捉された被検出物質に、蛍光物質により蛍光標識された第2の捕捉体を結合させて被検出物質を蛍光標識する。その後、金属膜に励起光を照射して金属膜近傍において表面プラズモン共鳴に基づく増強電場を発生させ、増強電場によって励起された蛍光物質から放出された蛍光を検出して被検出物質の存在や量を測定する。
(Biochemical testing system)
FIG. 3 is a schematic view showing the configuration of the biochemical inspection system A according to the present embodiment. The biochemical test system A is a system for performing a biochemical test using SPFS. Specifically, the biochemical inspection system A captures the substance to be detected by the first trapping object immobilized on the metal film, and fluoresces the substance to be detected captured by the first trapping substance by the fluorescent substance. The labeled second trap is attached to fluorescently label the substance to be detected. After that, the metal film is irradiated with excitation light to generate an enhanced electric field based on surface plasmon resonance in the vicinity of the metal film, and the fluorescence emitted from the fluorescent substance excited by the enhanced electric field is detected to detect the presence or amount of the substance to be detected. To measure.

図3に示すように、生化学検査システムAは、加振部10と、投光部20と、送液・搬送部30と、検出部40と、制御演算部50とからなり、投光部20により、加振部10に配置された検査チップに励起光を照射し、検出部40により、検査チップから出射された蛍光を検出するように構成されている。以下に、各部の具体的な構成について説明する。 As shown in FIG. 3, the biochemical inspection system A includes a vibration excitation unit 10, a light projecting unit 20, a liquid feeding / transporting unit 30, a detecting unit 40, and a control calculation unit 50. 20 is configured to irradiate the inspection chip arranged in the excitation unit 10 with excitation light, and the detection unit 40 is configured to detect the fluorescence emitted from the inspection chip. The specific configuration of each part will be described below.

(加振部)
加振部10は、検査チップ60a、60c及び60dに対応する位置10a、10c及び10dに、回転振動により各検査チップ60a、60c及び60d内に収容された液体を撹拌する図示しない撹拌装置をそれぞれ備える。撹拌装置は、励起光、蛍光、プラズモン散乱光等の光路を妨げない位置に配置され、偏芯した回転体を有する。回転体は、検査チップと接触した状態で回転振動を行うことで、検査チップに周方向の回転振動を加えて検査チップ内に収容された液体を撹拌する。ただし、撹拌装置は、偏芯した回転体を有するものに限定されず、検査チップに回転振動を加えることにより検査チップ内に収容された液体を撹拌できるものであれば良い。
(Vibration section)
The vibrating unit 10 includes a stirring device (not shown) that stirs the liquid contained in each of the inspection chips 60a, 60c and 60d by rotational vibration at the positions 10a, 10c and 10d corresponding to the inspection chips 60a, 60c and 60d, respectively. Be prepared. The stirring device is arranged at a position that does not obstruct the optical path such as excitation light, fluorescence, and plasmon scattered light, and has an eccentric rotating body. The rotating body performs rotational vibration in contact with the inspection chip to apply rotational vibration in the circumferential direction to the inspection chip and agitate the liquid contained in the inspection chip. However, the stirring device is not limited to one having an eccentric rotating body, and any stirring device may be used as long as it can stir the liquid contained in the inspection chip by applying rotational vibration to the inspection chip.

撹拌装置が検査チップ内に収容された液体を撹拌することで、生化学検査における各ステップの反応や洗浄などを効率的に行うことができる。検査チップ内の液体を効率良く撹拌する観点から、撹拌装置は、液体を収容した検査チップの固有振動数、又はその前後の振動周波数で検査チップに回転振動を加えることが好ましい。また、異なる固有振動数(n次の固有振動数およびm次の固有振動数、nおよびmは正の整数)を順次切り替えながら検査チップに回転振動を加えても良い。なお、撹拌装置を設ける位置は、前述した位置に限定されず、各ステップの操作内容等によって、必要に応じて設置位置若しくは数を変更し、又は全ての検査チップに対応して撹拌装置をそれぞれ設けることも可能である。 By agitating the liquid contained in the inspection chip by the agitator, the reaction and cleaning of each step in the biochemical inspection can be efficiently performed. From the viewpoint of efficiently stirring the liquid in the inspection chip, the stirring device preferably applies rotational vibration to the inspection chip at the natural frequency of the inspection chip containing the liquid or a vibration frequency before and after the natural frequency. Further, rotational vibration may be applied to the inspection chip while sequentially switching between different natural frequencies (n-th order natural frequency and m-th order natural frequency, where n and m are positive integers). The position where the stirrer is provided is not limited to the above-mentioned position, and the installation position or number may be changed as necessary depending on the operation content of each step, or the stirrer may be provided for all inspection chips. It is also possible to provide it.

(投光部)
投光部20は、光源ユニットと第1角度調整部と(いずれも不図示)からなり、検査チップに対して励起光を照射する。
(Light projector)
The light projecting unit 20 includes a light source unit and a first angle adjusting unit (both not shown), and irradiates the inspection chip with excitation light.

光源ユニットは、光源と、ビーム整形光学系と、APC機構と、温度調整機構とからなり、検査チップに励起光を照射する。図4A〜Cは、検査チップ60の構造を示す模式図である。検査チップ60の構造の詳細については後述するが、図4Aに示すように、検査チップ60は、ウェル本体61と側壁部材62とからなり、図4B及びCに示すように、側壁部材62と隣接するウェル本体61の側壁に、第2開口64が設けられている。図5は、検査チップ60の高さ方向(図4における上下方向)の断面における第2開口64近傍を拡大した部分拡大断面図であり、側壁部材62の構造を示す模式図である。側壁部材62の構造の詳細については後述するが、図5に示すように、側壁部材62は、プリズム71と、金属膜75と、捕捉膜76とからなり、第2開口64において捕捉膜76が露出して反応場77を形成する。 The light source unit includes a light source, a beam shaping optical system, an APC mechanism, and a temperature adjusting mechanism, and irradiates the inspection chip with excitation light. 4A to 4C are schematic views showing the structure of the inspection chip 60. The details of the structure of the inspection tip 60 will be described later, but as shown in FIG. 4A, the inspection tip 60 includes a well body 61 and a side wall member 62, and is adjacent to the side wall member 62 as shown in FIGS. 4B and C. A second opening 64 is provided on the side wall of the well body 61. FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view of the vicinity of the second opening 64 in the cross section of the inspection chip 60 in the height direction (vertical direction in FIG. 4), and is a schematic view showing the structure of the side wall member 62. The details of the structure of the side wall member 62 will be described later, but as shown in FIG. 5, the side wall member 62 includes a prism 71, a metal film 75, and a capture film 76, and the capture film 76 is formed in the second opening 64. It is exposed to form a reaction field 77.

図6は、検査チップ60の横断面を示すものであり、検査チップ60に入射する光と検査チップ60から出射する光とを示す模式図である。図6に示すように、光源ユニットは、波長及び光量が一定の励起光91を、検査チップ60のプリズム71に対して、プリズム71の反射面73における照射スポットの形状がほぼ円形となるように照射する。照射スポットの大きさは、反応場77よりも小さいことが好ましい。 FIG. 6 shows a cross section of the inspection chip 60, and is a schematic view showing light incident on the inspection chip 60 and light emitted from the inspection chip 60. As shown in FIG. 6, the light source unit emits excitation light 91 having a constant wavelength and light intensity so that the shape of the irradiation spot on the reflecting surface 73 of the prism 71 is substantially circular with respect to the prism 71 of the inspection chip 60. Irradiate. The size of the irradiation spot is preferably smaller than the reaction field 77.

光源の種類は、特に限定されず、例えばレーザーダイオード(LD)である。光源の他の例には、発光ダイオード、水銀灯、その他のレーザー光源が含まれる。光源から出射される光がビームでない場合は、光源から出射される光は、レンズや鏡、スリットなどによりビームに変換される。また、光源から出射される光が単色光でない場合は、光源から出射される光は、回折格子などにより単色光に変換される。更に、光源から出射される光が直線偏光でない場合は、光源から出射される光は、偏光子などにより直線偏光の光に変換される。 The type of light source is not particularly limited, and is, for example, a laser diode (LD). Other examples of light sources include light emitting diodes, mercury lamps, and other laser light sources. When the light emitted from the light source is not a beam, the light emitted from the light source is converted into a beam by a lens, a mirror, a slit, or the like. When the light emitted from the light source is not monochromatic light, the light emitted from the light source is converted into monochromatic light by a diffraction grating or the like. Further, when the light emitted from the light source is not linearly polarized light, the light emitted from the light source is converted into linearly polarized light by a polarizer or the like.

ビーム整形光学系は、例えば、コリメーターと、バンドパスフィルターと、直線偏光フィルターと、半波長板と、スリットと、ズーム手段とからなる。ただし、ビーム整形光学系は、これらの一部のみを含むように構成されても良い。コリメーターは、光源から出射された励起光をコリメートする。バンドパスフィルターは、光源から出射された励起光を中心波長のみの狭帯域光にする。光源から出射された励起光は、若干の波長分布幅を有するためである。直線偏光フィルターは、光源から出射された励起光を完全な直線偏光の光にする。半波長板は、反射面73にP波成分が入射するように、励起光の偏光方向を調整する。スリット及びズーム手段は、反射面73における照射スポットの形状が所定サイズの円形となるように、励起光のビーム径や輪郭形状等を調整する。 The beam shaping optical system includes, for example, a collimator, a bandpass filter, a linear polarizing filter, a half-wave plate, a slit, and a zoom means. However, the beam shaping optical system may be configured to include only a part of these. The collimator collimates the excitation light emitted from the light source. The bandpass filter makes the excitation light emitted from the light source narrow-band light having only the central wavelength. This is because the excitation light emitted from the light source has a slight wavelength distribution width. The linearly polarized light filter turns the excitation light emitted from the light source into fully linearly polarized light. The half-wave plate adjusts the polarization direction of the excitation light so that the P wave component is incident on the reflecting surface 73. The slit and the zoom means adjust the beam diameter, contour shape, and the like of the excitation light so that the shape of the irradiation spot on the reflecting surface 73 becomes a circle of a predetermined size.

APC機構は、光源の出力が一定となるよう光源を制御する。具体的に、APC機構は、励起光から分岐させた光の光量をフォトダイオードなどにより検出し、回帰回路で投入エネルギーを制御して光源の出力を一定に制御する。 The APC mechanism controls the light source so that the output of the light source is constant. Specifically, the APC mechanism detects the amount of light branched from the excitation light by a photodiode or the like, and controls the input energy by a regression circuit to control the output of the light source to be constant.

温度調整機構は、例えば、ヒーターやペルチェ素子である。光源から出射される光の波長及びエネルギーは、温度によって変動することがあるため、温度調整機構は、光源の温度を一定に維持することにより光源から出射される光の波長及びエネルギーを一定に制御する。 The temperature adjusting mechanism is, for example, a heater or a Peltier element. Since the wavelength and energy of the light emitted from the light source may fluctuate depending on the temperature, the temperature adjustment mechanism constantly controls the wavelength and energy of the light emitted from the light source by keeping the temperature of the light source constant. To do.

第1角度調整部は、励起光91の光軸と検査チップ60とを相対的に回転させて、反射面73に対する励起光91の入射角αを調整する。 The first angle adjusting unit adjusts the incident angle α of the excitation light 91 with respect to the reflection surface 73 by relatively rotating the optical axis of the excitation light 91 and the inspection chip 60.

例えば、第1角度調整部は、検査チップ60の高さ方向に沿った軸(図6において紙面と垂直な軸)を中心として、光源ユニットを回動させて入射角αを走査する。これにより、前述した走査によって入射角αが変動したとしても、反射面73における励起光91の照射スポットの位置はほとんど変化せずに維持される。 For example, the first angle adjusting unit scans the incident angle α by rotating the light source unit around an axis along the height direction of the inspection chip 60 (the axis perpendicular to the paper surface in FIG. 6). As a result, even if the incident angle α fluctuates due to the scanning described above, the position of the irradiation spot of the excitation light 91 on the reflection surface 73 is maintained almost unchanged.

このように、第1角度調整部が励起光91の入射角αを走査することにより、後述する検出部40において増強角が特定される。増強角とは、反射面73に対して励起光91を照射した場合に、反射面73を通過して検査チップ60のウェル本体61側に放出され、励起光91と同一波長のプラズモン散乱光94の光量が最大となる時の入射角たる角度である。増強角は、後述する光学ブランク測定及び蛍光値測定時の励起光91の入射角αとして設定される。なお、増強角など励起光91の入射条件は、検査チップ60の設計要素(例えば、プリズム71の材料や形状、金属膜75の膜厚、励起光91の波長など)や、検査チップ60内に収容される液体の屈折率等によっておおむね決定されるが、プリズム71の形状誤差、検査チップ60内に収容される液体の組成(例えば、蛍光物質の種類や量など)等により変動することもあることから、検査ごとに最適な増強角を特定することが好ましい。 In this way, the first angle adjusting unit scans the incident angle α of the excitation light 91, so that the enhancement angle is specified by the detection unit 40 described later. The augmentation angle is a plasmon scattered light 94 having the same wavelength as the excitation light 91, which is emitted to the well body 61 side of the inspection chip 60 through the reflection surface 73 when the reflection surface 73 is irradiated with the excitation light 91. This is the angle of incidence when the amount of light is maximized. The enhancement angle is set as the incident angle α of the excitation light 91 at the time of optical blank measurement and fluorescence value measurement, which will be described later. The incident conditions of the excitation light 91 such as the augmentation angle are determined by the design elements of the inspection chip 60 (for example, the material and shape of the prism 71, the film thickness of the metal film 75, the wavelength of the excitation light 91, etc.) and the inside of the inspection chip 60. It is generally determined by the refractive index of the contained liquid, but may vary depending on the shape error of the prism 71, the composition of the liquid contained in the inspection chip 60 (for example, the type and amount of the fluorescent substance, etc.). Therefore, it is preferable to specify the optimum enhancement angle for each inspection.

(検出部)
検出部40は、第1レンズと、光学フィルターと、第2レンズと、位置切替手段と、受光センサーと(いずれも不図示)からなり、検査チップ60から出射された蛍光93及びプラズモン散乱光94を検出する。
(Detection unit)
The detection unit 40 includes a first lens, an optical filter, a second lens, a position switching means, and a light receiving sensor (all not shown), and includes fluorescence 93 and plasmon scattered light 94 emitted from the inspection chip 60. Is detected.

第1レンズは、例えば集光レンズであり、反応場77近傍から出射される光を集光する。第2レンズは、例えば結像レンズであり、第1レンズで集光された光を受光センサーの受光面に結像させる。第1レンズと第2レンズの間の光路は、ほぼ平行な光路となっている。 The first lens is, for example, a condensing lens, which condenses light emitted from the vicinity of the reaction field 77. The second lens is, for example, an imaging lens, and the light collected by the first lens is imaged on the light receiving surface of the light receiving sensor. The optical paths between the first lens and the second lens are substantially parallel optical paths.

光学フィルターは、蛍光93を検出する場合、位置切替部により、第1レンズと第2レンズの間の光路上に配置される。光学フィルターは、例えば、所定の光成分を反射する多層膜を含むフィルター、又は所定の光成分を吸収する色ガラスフィルターであり、第1レンズで集光された光のうち、励起光91やプラズモン散乱光94などの励起光成分を除去し、蛍光93のみを受光センサーに導く。これにより、受光センサーにおいて、高いS(シグナル)/N(ノイズ)比で蛍光93を検出することができる。光学フィルターの例には、励起光反射フィルター、短波長カットフィルター及びバンドパスフィルターが含まれる。 When detecting fluorescence 93, the optical filter is arranged on the optical path between the first lens and the second lens by the position switching unit. The optical filter is, for example, a filter including a multilayer film that reflects a predetermined light component, or a colored glass filter that absorbs a predetermined light component, and among the light focused by the first lens, excitation light 91 or plasmon. The excitation light component such as the scattered light 94 is removed, and only the fluorescence 93 is guided to the light receiving sensor. As a result, the light receiving sensor can detect the fluorescence 93 with a high S (signal) / N (noise) ratio. Examples of optical filters include excitation light reflection filters, short wavelength cut filters and bandpass filters.

プラズモン散乱光94を検出する場合、光学フィルターは、第1レンズと第2レンズの間の光路外に配置される。この場合、プラズモン散乱光94の光量が最大となる時の入射角たる増強角が特定される。 When detecting the plasmon scattered light 94, the optical filter is arranged outside the optical path between the first lens and the second lens. In this case, the augmentation angle, which is the incident angle when the amount of light of the plasmon scattered light 94 is maximized, is specified.

位置切替部は、必要に応じて、光学フィルターを、第1レンズと第2レンズの間の光路上に、又は同光路外に配置する。具体的には、蛍光93を検出する場合には、光学フィルターを同光路上に配置し、プラズモン散乱光94を検出する場合には、光学フィルターを同光路外に配置する。 The position switching unit arranges the optical filter on the optical path between the first lens and the second lens or outside the optical path, if necessary. Specifically, when detecting the fluorescence 93, the optical filter is arranged on the same optical path, and when detecting the plasmon scattered light 94, the optical filter is arranged outside the same optical path.

受光センサーは、蛍光93及びプラズモン散乱光94を検出する。受光センサーは、例えば、光電子増倍管(PMT)やアバランシェフォトダイオード(APD)などである。ただし、受光センサーは、これらに限定されず、微弱な蛍光93を検出することが可能で、高い感度を有するものであれば良い。 The light receiving sensor detects fluorescence 93 and plasmon scattered light 94. The light receiving sensor is, for example, a photomultiplier tube (PMT) or an avalanche photodiode (APD). However, the light receiving sensor is not limited to these, and may be any one capable of detecting weak fluorescence 93 and having high sensitivity.

また、検出部40は、プラズモン散乱光94を検出する代わりに、励起光91の反射光92を検出するように構成されても良い。例えば、上記受光センサーにより、又は反射光検出用の受光センサー(例えばフォトダイオード)を別途設けて、反射光92を検出するように構成されても良い。この場合、投光部20の第1角度調整部が励起光91の入射角αを走査する際、検出部40においては、増強角の代わりに、共鳴角が特定され、後述する光学ブランク測定及び蛍光値測定時の励起光91の入射角αとして設定される。共鳴角とは、反射面73に対して励起光91を照射した場合に、反射面73で反射された励起光91の反射光92の光量が最小となる時の入射角たる角度である。なお、共鳴角は、増強角の極近傍に存在する。 Further, the detection unit 40 may be configured to detect the reflected light 92 of the excitation light 91 instead of detecting the plasmon scattered light 94. For example, the light receiving sensor may be used, or a light receiving sensor (for example, a photodiode) for detecting reflected light may be separately provided to detect the reflected light 92. In this case, when the first angle adjusting unit of the light projecting unit 20 scans the incident angle α of the excitation light 91, the detection unit 40 specifies the resonance angle instead of the augmented angle, and the optical blank measurement and the optical blank measurement described later are performed. It is set as the incident angle α of the excitation light 91 when measuring the fluorescence value. The resonance angle is an angle of incidence when the amount of reflected light 92 of the excitation light 91 reflected by the reflection surface 73 is minimized when the reflection surface 73 is irradiated with the excitation light 91. The resonance angle exists in the very vicinity of the augmentation angle.

また、投光部20と受光センサーは、検査チップ60と同じ高さに配置されている。これにより、生化学検査システムの小型化を図ることができる。ただし、投光部20と受光センサーは、必ずしも検査チップ60と同じ高さに配置される必要はない。例えば、ミラーなどを用いて投光部20と受光センサーの位置を自由に変更することも可能である。 Further, the light projecting unit 20 and the light receiving sensor are arranged at the same height as the inspection chip 60. As a result, the biochemical inspection system can be miniaturized. However, the light projecting unit 20 and the light receiving sensor do not necessarily have to be arranged at the same height as the inspection chip 60. For example, it is possible to freely change the positions of the light emitting unit 20 and the light receiving sensor by using a mirror or the like.

(送液・搬送部)
送液・搬送部30は、送液手段と搬送手段と(いずれも不図示)からなる。送液手段は、必要に応じて、試薬等の液体を検査チップに供給し、また、検査チップ内に収容された液体を回収する。搬送手段は、必要に応じて、検査チップを移動させて適切な位置に配置する。
(Liquid transfer / transport section)
The liquid transfer / transfer unit 30 includes a liquid transfer means and a transfer means (both not shown). The liquid feeding means supplies a liquid such as a reagent to the inspection chip as needed, and collects the liquid contained in the inspection chip. The transport means moves the inspection chip and places it in an appropriate position as needed.

送液手段は、試薬チップと、ピペットユニットと、第1移動機構と(いずれも不図示)からなる。 The liquid feeding means includes a reagent tip, a pipette unit, and a first moving mechanism (all not shown).

試薬チップは、検体、検体希釈用液、測定用緩衝液、洗浄液、被検出物質に蛍光標識を付与するための標識液等をそれぞれ収容可能な容器である。検体及び被検出物質の種類は特に限定されない。検体の例には、血液、血清、血漿、脳脊髄液、尿、鼻孔液、唾液、精液などの体液及び組織抽出液が含まれる。被検出物質の例には、核酸(DNAやRNA)、タンパク質(ポリペプチド、オリゴペプチドなど)、アミノ酸、糖質、脂質及びこれらの修飾分子が含まれる。検体希釈用液は、例えばBSA(bovine serum albumin)、Antifoam SI、NaN3、CMD(carboxymethyl-dextran)、HAMA(human anti-mouse antibodies)阻害剤、PBST(phosphate buffered saline with Tween 20)からなる。測定用緩衝液は、例えばBSA、Antifoam SI、NaN3、PBSTからなる。洗浄液、例えばAntifoam SI、NaN3、PBSTからなる。標識液は、例えば蛍光物質により標識された2次抗体とPBSTとからなる。また、試薬チップは、通常、複数の容器が液体の種類に応じて配置されてなるか、又は複数の容器が一体化されてなる。 The reagent chip is a container that can contain a sample, a sample dilution solution, a measurement buffer solution, a washing solution, a labeling solution for imparting a fluorescent label to a substance to be detected, and the like. The types of the sample and the substance to be detected are not particularly limited. Examples of specimens include body fluids such as blood, serum, plasma, cerebrospinal fluid, urine, nasal fluid, saliva, semen and tissue extracts. Examples of substances to be detected include nucleic acids (DNA and RNA), proteins (polypeptides, oligopeptides, etc.), amino acids, sugars, lipids and modified molecules thereof. The sample dilution solution comprises, for example, BSA (bovine serum albumin), Antifoam SI, NaN3, CMD (carboxymethyl-dextran), HAMA (human anti-mouse antibodies) inhibitor, and PBST (phosphate buffered saline with Tween 20). The measurement buffer solution comprises, for example, BSA, Antifoam SI, NaN3, PBST. It consists of a cleaning solution, for example Antifoam SI, NaN3, PBST. The labeling solution comprises, for example, a secondary antibody labeled with a fluorescent substance and PBST. In addition, the reagent chip is usually composed of a plurality of containers arranged according to the type of liquid, or a plurality of containers integrated.

ピペットユニットは、シリンジポンプとノズルとからなる。シリンジポンプは、シリンジと、シリンジ内を往復運動可能なプランジャーと、駆動機構とからなり、プランジャーの往復運動により液体を定量的に吸引又は吐出する。駆動機構は、プランジャーを往復運動させるための手段であり、例えばステッピングモーターからなる。ノズルの一端はシリンジポンプと接続されている。シリンジポンプと接続しないノズルの他端には、ピペットチップが装着される。ただし、ピペットチップを使用せずに、試薬等の液体をノズルにより検査チップ内に直接に供給し、又は検査チップ内に収容された液体をノズルにより直接に回収することも可能である。 The pipette unit consists of a syringe pump and a nozzle. The syringe pump includes a syringe, a plunger capable of reciprocating in the syringe, and a drive mechanism, and quantitatively sucks or discharges a liquid by the reciprocating motion of the plunger. The drive mechanism is a means for reciprocating the plunger, and includes, for example, a stepping motor. One end of the nozzle is connected to the syringe pump. A pipette tip is attached to the other end of the nozzle that is not connected to the syringe pump. However, without using a pipette tip, it is also possible to directly supply a liquid such as a reagent into the inspection tip by a nozzle, or to directly collect the liquid contained in the test tip by a nozzle.

第1移動機構は、ノズルを移動させて所定の位置に配置する。例えば、第1移動機構は、ノズルを垂直方向と水平方向との二方向に自在に移動させる。第1移動機構の例には、ロボットアームと、2軸ステージ又は上下動自在なターンテーブルとからなるものが含まれる。 The first moving mechanism moves the nozzle and arranges it at a predetermined position. For example, the first moving mechanism freely moves the nozzle in two directions, a vertical direction and a horizontal direction. Examples of the first moving mechanism include a robot arm and a two-axis stage or a vertically movable turntable.

搬送手段は、検査チップ保持部と、第2移動機構と(いずれも不図示)からなる。 The transport means includes an inspection chip holding portion and a second moving mechanism (both not shown).

検査チップ保持部は、検査チップ60を保持するためのものであり、第2移動機構に固定され又は着脱自在に構成される。第2移動機構は、検査チップ保持部を移動させることによって、検査チップ保持部に保持された検査チップ60を、検査を構成する個々のステップをそれぞれ行う各測定ユニットに対応する位置10a〜10eなど、必要に応じて適切な位置に配置する。第2移動機構の例には、コンベアや回転ステージが含まれる。ただし、複数の検査をほぼ同時に行える連続形態を採用せず、1つの検査を構成する個々のステップを同じ位置で行う非連続形態を採用する場合は、第2移動機構を設ける必要はない。例えば、第2移動機構を省略し、検査チップ保持部のみを設けて検査チップ60を保持するように構成しても良い。また、連続形態を採用する場合でも、検査の進行に応じて検査チップ60を移動させる必要がなければ、1つの検査を構成する個々のステップをそれぞれ行う各測定ユニットに対応して複数の検査チップ60を設け、1つの測定ユニットにおける作業が完了したら、検査チップ60を移動させるではなく検査チップ60内の試薬等の液体を送液手段等により次の測定ユニットに対応する検査チップ60内に移し替えることが可能である。この場合も、第2移動機構を省略し、検査チップ保持部のみを設けて各検査チップ60を保持するように構成しても良い。 The inspection chip holding portion is for holding the inspection chip 60, and is fixed to or detachably attached to the second moving mechanism. The second moving mechanism moves the inspection chip holding portion to move the inspection chip 60 held by the inspection chip holding portion to positions 10a to 10e corresponding to each measuring unit that performs each step constituting the inspection. , Place it in the appropriate position if necessary. Examples of the second moving mechanism include a conveyor and a rotating stage. However, when a continuous form in which a plurality of inspections can be performed at substantially the same time is not adopted and a discontinuous form in which individual steps constituting one inspection are performed at the same position is adopted, it is not necessary to provide a second moving mechanism. For example, the second moving mechanism may be omitted, and only the inspection chip holding portion may be provided to hold the inspection chip 60. Further, even when the continuous form is adopted, if it is not necessary to move the inspection chip 60 according to the progress of the inspection, a plurality of inspection chips corresponding to each measurement unit that performs each step constituting one inspection. 60 is provided, and when the work in one measurement unit is completed, the liquid such as the reagent in the inspection chip 60 is moved into the inspection chip 60 corresponding to the next measurement unit by a liquid feeding means or the like instead of moving the inspection chip 60. It is possible to change. In this case as well, the second moving mechanism may be omitted, and only the inspection chip holding portion may be provided to hold each inspection chip 60.

(制御演算部)
図7は、制御演算部50のブロック図である。制御演算部50は、図7に示すように、CPU51と、投光制御部52と、送液駆動制御部53と、送液移動制御部54と、搬送制御部55と、検出制御部56と、演算部57とからなる。
(Control calculation unit)
FIG. 7 is a block diagram of the control calculation unit 50. As shown in FIG. 7, the control calculation unit 50 includes a CPU 51, a light projection control unit 52, a liquid feed drive control unit 53, a liquid feed movement control unit 54, a transfer control unit 55, and a detection control unit 56. , Computation unit 57.

CPU51は、測定全体の制御を行い、必要に応じて後述する各制御部又は演算部を作動させる。投光制御部52は、投光部20の制御を行い、励起光を所定の位置に照射する。送液駆動制御部53は、送液・搬送部30の送液手段のピペットユニットの制御を行い、所定の液体を所定量で吸引又は吐出する。送液移動制御部54は、送液・搬送部30の送液手段の第1移動機構の制御を行い、ノズルを所定の位置に配置する。搬送制御部55は、送液・搬送部30の搬送手段の制御を行い、必要に応じて検査チップを適切な位置に配置する。検出制御部56は、検出部40の制御を行い、必要に応じてプラズモン散乱光又は蛍光の検出を行う。演算部57は、プラズモン散乱光の光量に基づいて増強角を特定し、蛍光の光量に基づいて被検出物質の濃度の算出など定量的計測を行い、またその他データの補正処理等を行う。 The CPU 51 controls the entire measurement, and operates each control unit or calculation unit described later as necessary. The projection control unit 52 controls the projection unit 20 and irradiates the excitation light at a predetermined position. The liquid feed drive control unit 53 controls the pipette unit of the liquid feed means of the liquid feed / transport unit 30, and sucks or discharges a predetermined liquid in a predetermined amount. The liquid feed movement control unit 54 controls the first movement mechanism of the liquid feed means of the liquid feed / transport unit 30, and arranges the nozzle at a predetermined position. The transfer control unit 55 controls the transfer means of the liquid transfer / transfer unit 30, and arranges the inspection chip at an appropriate position as needed. The detection control unit 56 controls the detection unit 40 and detects plasmon scattered light or fluorescence as needed. The calculation unit 57 specifies the enhancement angle based on the amount of plasmon scattered light, performs quantitative measurement such as calculation of the concentration of the substance to be detected based on the amount of fluorescence light, and performs other data correction processing and the like.

(検査チップ)
図4A〜Cは、検査チップ60の構造を示す模式図である。図4Aは、検査チップ60の斜視図である。図4Aに示すように、検査チップ60は、ウェル本体61と側壁部材62とからなる。ウェル本体61は、液体を収容可能な有底の構造である。
(Inspection chip)
4A to 4C are schematic views showing the structure of the inspection chip 60. FIG. 4A is a perspective view of the inspection chip 60. As shown in FIG. 4A, the inspection tip 60 includes a well body 61 and a side wall member 62. The well body 61 has a bottomed structure capable of accommodating a liquid.

(ウェル本体)
図4Bは、ウェル本体61の斜視図であり、図4Cは、ウェル本体61の斜視透視図である。図4B及び4Cに示すように、ウェル本体61は、一方端に第1開口63を有し、側壁部材62と隣接する側壁に第2開口64を有し、第1開口63側とは反対する側の底面端に底面構造66を有する。また、ウェル本体61は、側壁部材62が配置された側の外壁が、側壁部材62の幅に合わせて平面に削られ、底面構造66により底面端が閉塞されている略円筒である。第1開口63及び第2開口64と接続しているウェル本体61内部の空間は、試薬等の液体を収容する液体収容部65となる。ただし、ウェル本体61の形状は円筒に限定されず、例えば横断面が正方形の角筒、又は横断面が非対称の形状を有するものであっても良い。特に、ウェル本体61が縦に長い形状を呈する場合、被検出物質の検出精度の更なる向上と、安定して且つ効率的な撹拌とを同時に実現する効果が顕著である。また、側壁部材62が配置された側のウェル本体61の外壁の形状も、側壁部材62を固定できれば良く、平面に限定されることはない。
(Well body)
FIG. 4B is a perspective view of the well body 61, and FIG. 4C is a perspective perspective view of the well body 61. As shown in FIGS. 4B and 4C, the well body 61 has a first opening 63 at one end, a second opening 64 on the side wall adjacent to the side wall member 62, and is opposite to the first opening 63 side. It has a bottom structure 66 at the bottom edge on the side. Further, the well body 61 is a substantially cylindrical body in which the outer wall on the side on which the side wall member 62 is arranged is cut into a flat surface according to the width of the side wall member 62, and the bottom end is closed by the bottom structure 66. The space inside the well body 61 connected to the first opening 63 and the second opening 64 serves as a liquid storage portion 65 for storing a liquid such as a reagent. However, the shape of the well body 61 is not limited to a cylinder, and may be, for example, a square cylinder having a square cross section or a shape having an asymmetric cross section. In particular, when the well body 61 has a vertically long shape, the effect of further improving the detection accuracy of the substance to be detected and simultaneously achieving stable and efficient stirring is remarkable. Further, the shape of the outer wall of the well body 61 on the side where the side wall member 62 is arranged is not limited to a flat surface as long as the side wall member 62 can be fixed.

ウェル本体61は、励起光91の波長を有する光及び蛍光93の波長を有する光に対して透明な材料で形成されており、例えば樹脂又はガラスで形成されている。ただし、後述の検査方法における測定を妨げない限り、ウェル本体61の一部を、励起光91の波長を有する光及び蛍光93の波長を有する光に対して不透明な材料で形成してもよい。 The well body 61 is made of a material that is transparent to light having a wavelength of excitation light 91 and light having a wavelength of fluorescence 93, and is made of, for example, resin or glass. However, a part of the well body 61 may be formed of a material opaque to the light having the wavelength of the excitation light 91 and the light having the wavelength of the fluorescence 93 as long as the measurement in the inspection method described later is not hindered.

底面構造66は、先端66aが側壁部材62側に偏っている曲面となっている。図6は、検査チップ60を第1開口63側から見た時の模式図である。図6に示すように、先端66aは、ウェル本体61の横断面の対称中心cではなく、対称中心cから側壁部材62側に偏った先端位置xに位置する。先端位置xと、試薬等の液体を収容した状態での検査チップ60の重心(以下、単に「検査チップ60の重心」とする。)G2とは、検査チップ60の長さ方向において同じ軸上に位置する。図8は、撹拌装置の回転体99に設置された検査チップ60の円運動を説明するための模式図である。図8の上方は、検査チップ60内の液体を撹拌する際、撹拌装置の回転体99に設置された検査チップ60の側面図を示す。図8の下方は、検査チップ60内の液体を撹拌する際、検査チップ60を第1開口63側から見た時の模式図を示す。図8に示すように、検査チップ60と回転体99とは、先端66aで接触していることから、先端66aを、検査チップ60の重心G2が存在する検査チップ60の長さ方向の軸上に配置することにより、図8の下方に示すように、検査チップ60の重心G2と先端66aとは、同じ運動軌跡で円運動を行うこととなり、検査チップ60は、回転体99の円運動に連れて安定した円運動を行うことが可能となる。なお、図8の下方においては、表記の便宜上、検査チップ60を直線で表記しており、検査チップ60の重心及び先端66aの運動軌跡をそれぞれ破線で表記している。 The bottom surface structure 66 has a curved surface in which the tip end 66a is biased toward the side wall member 62. FIG. 6 is a schematic view of the inspection chip 60 when viewed from the first opening 63 side. As shown in FIG. 6, the tip 66a is not located at the center of symmetry c in the cross section of the well body 61, but at the tip position x biased toward the side wall member 62 from the center of symmetry c. The tip position x and the center of gravity of the inspection chip 60 in a state of containing a liquid such as a reagent (hereinafter, simply referred to as “the center of gravity of the inspection chip 60”) G2 are on the same axis in the length direction of the inspection chip 60. Located in. FIG. 8 is a schematic view for explaining the circular motion of the inspection tip 60 installed on the rotating body 99 of the stirring device. The upper part of FIG. 8 shows a side view of the inspection chip 60 installed on the rotating body 99 of the stirring device when stirring the liquid in the inspection chip 60. The lower part of FIG. 8 shows a schematic view when the inspection chip 60 is viewed from the first opening 63 side when the liquid in the inspection chip 60 is agitated. As shown in FIG. 8, since the inspection chip 60 and the rotating body 99 are in contact with each other at the tip 66a, the tip 66a is on the axis in the length direction of the inspection chip 60 where the center of gravity G2 of the inspection chip 60 exists. As shown in the lower part of FIG. 8, the center of gravity G2 of the inspection chip 60 and the tip 66a perform a circular motion in the same motion locus, and the inspection chip 60 makes a circular motion of the rotating body 99. It becomes possible to perform a stable circular motion with it. In the lower part of FIG. 8, for convenience of notation, the inspection chip 60 is indicated by a straight line, and the center of gravity of the inspection chip 60 and the motion locus of the tip 66a are indicated by broken lines, respectively.

以上のように、検査チップ60が安定した円運動を行うことが可能となれば、検査チップ60が撹拌装置から転落することがなくなり、円運動により、検査チップ60内に収容された試薬等の液体を効率良く撹拌し、試薬等の液体を後述する反応場に十分に供給することが可能となる。 As described above, if the inspection chip 60 can perform a stable circular motion, the inspection chip 60 will not fall from the stirring device, and the reagents and the like contained in the inspection chip 60 will be affected by the circular motion. The liquid can be efficiently agitated, and the liquid such as a reagent can be sufficiently supplied to the reaction field described later.

ただし、底面構造66は、曲面に限定されず、例えば、先端位置xに先端を有する角錐、又は、先端位置xに突出部を有する平面であっても良い。すなわち、底面構造66は、先端位置xにおいて撹拌装置の回転体99と接触して円運動を受けるように構成されていれば良い。また、回転体99に装着した際の安定性の観点から、底面構造66は、接触する回転体99の面と同じ形状であることが好ましい。 However, the bottom surface structure 66 is not limited to a curved surface, and may be, for example, a pyramid having a tip at the tip position x or a flat surface having a protrusion at the tip position x. That is, the bottom surface structure 66 may be configured to come into contact with the rotating body 99 of the stirring device at the tip position x and receive a circular motion. Further, from the viewpoint of stability when mounted on the rotating body 99, the bottom surface structure 66 preferably has the same shape as the surface of the rotating body 99 in contact with the bottom structure 66.

また、本実施形態において、先端位置xと、検査チップ60の重心G2とは、検査チップ60の長さ方向において同じ軸上に位置しているが、先端位置xは、これに限定されず、ウェル本体61の横断面の中心位置(本実施形態においては対称中心c)から、側壁部材62側に偏っていれば良い。例えば、側壁部材62の重さ等により、先端位置xと、検査チップ60の重心G2とを、検査チップ60の長さ方向において同じ軸上に配置することが、検査チップ60の構造上不可能な場合もある。その場合、先端位置xと、検査チップ60の重心G2とは、必ずしも検査チップ60の長さ方向において同じ軸上に位置する必要はなく、先端位置xを、側壁部材62側に偏るように配置すれば、検査チップ60の円運動を安定させて検査チップ60内に収容された試薬等の液体を効率良く撹拌する効果が得られ得る。 Further, in the present embodiment, the tip position x and the center of gravity G2 of the inspection chip 60 are located on the same axis in the length direction of the inspection chip 60, but the tip position x is not limited to this. The well body 61 may be biased toward the side wall member 62 from the center position of the cross section (center of symmetry c in this embodiment). For example, due to the weight of the side wall member 62 or the like, it is impossible due to the structure of the inspection chip 60 to arrange the tip position x and the center of gravity G2 of the inspection chip 60 on the same axis in the length direction of the inspection chip 60. In some cases. In that case, the tip position x and the center of gravity G2 of the inspection chip 60 do not necessarily have to be located on the same axis in the length direction of the inspection chip 60, and the tip position x is arranged so as to be biased toward the side wall member 62 side. Then, the effect of stabilizing the circular motion of the inspection chip 60 and efficiently stirring the liquid such as the reagent contained in the inspection chip 60 can be obtained.

また、前述した通りに、検査チップ60の重心とは、正確には試薬等の液体を収容した状態での検査チップ60の重心であるが、製造等の便宜上、検査チップ60の重心を検査チップ60自体の重心とすることも可能である。 Further, as described above, the center of gravity of the inspection chip 60 is exactly the center of gravity of the inspection chip 60 in a state where a liquid such as a reagent is contained, but for convenience of manufacturing or the like, the center of gravity of the inspection chip 60 is used as the inspection chip. It can also be the center of gravity of the 60 itself.

(側壁部材)
図5は、検査チップ60の高さ方向(図4における上下方向)の断面における第2開口64近傍を拡大した部分拡大断面図であり、側壁部材62の構造を示す模式図である。図5に示すように、側壁部材62は、プリズム71と、金属膜75と、捕捉膜76とからなり、第2開口64において捕捉膜76が露出して反応場77を形成する。側壁部材62は、検査チップ60内に収容された試薬等の液体が漏洩することなく第2開口64を閉塞できるように、不図示の接着層を介してウェル本体61に接着されている。ただし、側壁部材62は、接着層を使用せずに、レーザー溶着、超音波溶着、クランプ部材を用いた圧着などによりウェル本体61と接合されていても良い。
(Wall member)
FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view of the vicinity of the second opening 64 in the cross section of the inspection chip 60 in the height direction (vertical direction in FIG. 4), and is a schematic view showing the structure of the side wall member 62. As shown in FIG. 5, the side wall member 62 includes a prism 71, a metal film 75, and a capture film 76, and the capture film 76 is exposed at the second opening 64 to form a reaction field 77. The side wall member 62 is adhered to the well body 61 via an adhesive layer (not shown) so that the second opening 64 can be closed without leaking a liquid such as a reagent contained in the inspection chip 60. However, the side wall member 62 may be joined to the well body 61 by laser welding, ultrasonic welding, crimping using a clamp member, or the like without using an adhesive layer.

プリズム71は、励起光91に対して透明な誘電体からなる光学素子であり、複屈折特性を少なからず有する。プリズム71の材料の例には、樹脂及びガラスが含まれ、好ましくは、屈折率が1.4〜1.6であり、且つ複屈折が小さい樹脂である。 The prism 71 is an optical element made of a dielectric material transparent to the excitation light 91, and has not a little birefringence characteristic. Examples of the material of the prism 71 include a resin and glass, preferably a resin having a refractive index of 1.4 to 1.6 and a small birefringence.

図6は、検査チップ60を第1開口63側から見た時の模式図であり、検査チップ60に入射する光と検査チップ60から出射する光とを示す模式図である。図6に示すように、プリズム71は、台形を底面とする柱体であり、台形の一方の底辺に対応する面が反射面73で、一方の脚に対応する面が入射面72で、他方の脚に対応する面が出射面74である。投光部20から出射された励起光91は、入射面72に入射される。プリズム71は、入射面72を通過してプリズム71の内部に入射した光が反射面73で反射し、反射面73で反射された反射光92が出射面74を通過してプリズム71の外部に出射するように構成されている。ただし、プリズム71の形状は、台形を底面とする柱体に限定されず、例えば、三角柱又は半円柱であっても良い。また、反射面73は、平面であることが好ましい。 FIG. 6 is a schematic view of the inspection chip 60 when viewed from the first opening 63 side, and is a schematic view showing the light incident on the inspection chip 60 and the light emitted from the inspection chip 60. As shown in FIG. 6, the prism 71 is a pillar body having a trapezoid as a bottom surface, the surface corresponding to one base of the trapezoid is the reflecting surface 73, the surface corresponding to one leg is the incident surface 72, and the other. The surface corresponding to the leg is the exit surface 74. The excitation light 91 emitted from the light projecting unit 20 is incident on the incident surface 72. In the prism 71, the light that has passed through the incident surface 72 and has entered the inside of the prism 71 is reflected by the reflecting surface 73, and the reflected light 92 reflected by the reflecting surface 73 passes through the emitting surface 74 to the outside of the prism 71. It is configured to emit light. However, the shape of the prism 71 is not limited to a column having a trapezoid as a bottom surface, and may be, for example, a triangular prism or a semi-cylinder. Further, the reflecting surface 73 is preferably flat.

また、励起光91の光源がレーザーダイオード(LD)である場合、励起光91がLDに戻ると、LDの励起状態が乱れてしまい、励起光91の波長や出力が変動してしまうため、入射面72は、励起光91が投光部20に戻らないように形成されており、励起光91が入射面72に垂直に入射しないように反射面73との角度が設定される。本実施形態において、入射面72と反射面73との角度、及び、反射面73と出射面74との角度は、いずれも約80°である。 Further, when the light source of the excitation light 91 is a laser diode (LD), when the excitation light 91 returns to the LD, the excited state of the LD is disturbed and the wavelength and output of the excitation light 91 fluctuate. The surface 72 is formed so that the excitation light 91 does not return to the light projecting unit 20, and the angle with the reflecting surface 73 is set so that the excitation light 91 does not enter the incident surface 72 perpendicularly. In the present embodiment, the angle between the incident surface 72 and the reflecting surface 73 and the angle between the reflecting surface 73 and the emitting surface 74 are both about 80 °.

金属膜75は、プリズム71の反射面73上に形成されている。金属膜75の材料は、表面プラズモン共鳴を生じさせうる金属であれば特に限定されない。金属膜75の材料の例には、金、銀、銅、アルミニウム及びこれらの合金が含まれる。金属膜75の形成方法は、特に限定されない。金属膜75の形成方法の例には、スパッタリング、蒸着、めっきが含まれる。金属膜75の厚みは、特に限定されないが、30〜70nmの範囲内であることが好ましい。 The metal film 75 is formed on the reflecting surface 73 of the prism 71. The material of the metal film 75 is not particularly limited as long as it is a metal capable of causing surface plasmon resonance. Examples of materials for the metal film 75 include gold, silver, copper, aluminum and alloys thereof. The method for forming the metal film 75 is not particularly limited. Examples of methods for forming the metal film 75 include sputtering, vapor deposition, and plating. The thickness of the metal film 75 is not particularly limited, but is preferably in the range of 30 to 70 nm.

捕捉膜76は、金属膜75上において、被検出物質と特異的に結合する第1の捕捉体が固定化された領域である。第1の捕捉体の種類は、被検出物質と特異的に結合可能なものでれば特に限定されない。第1の捕捉体の例には、被検出物質と特異的に結合可能な抗体(1次抗体)又はその断片、核酸、酵素などが含まれる。 The capture film 76 is a region on the metal film 75 on which the first capture body that specifically binds to the substance to be detected is immobilized. The type of the first trap is not particularly limited as long as it can specifically bind to the substance to be detected. Examples of the first trap include an antibody (primary antibody) that can specifically bind to the substance to be detected or a fragment thereof, a nucleic acid, an enzyme, or the like.

反応場77は、第2開口64においてウェル本体61の液体収容部65に露出している捕捉膜76の領域である。反応場77において、金属膜75上に固定化され、捕捉膜76を形成する第1の捕捉体は、検体中に存在する被検出物質と特異的に結合することにより被検出物質を選択的に捕捉する。検出精度の観点から、反応場77が形成される面、すなわち、本実施形態においては、反応場77に対応する金属膜75の領域の面は、平面であることが好ましい。また、反応場77の上に、第1の捕捉体の捕捉能力を長期間維持するための保護層を塗布しても良い。 The reaction field 77 is a region of the capture membrane 76 exposed in the liquid storage portion 65 of the well body 61 at the second opening 64. In the reaction field 77, the first trapped substance immobilized on the metal film 75 to form the trapping film 76 selectively binds the substance to be detected present in the sample to selectively bind the substance to be detected. Capture. From the viewpoint of detection accuracy, the surface on which the reaction field 77 is formed, that is, in the present embodiment, the surface of the region of the metal film 75 corresponding to the reaction field 77 is preferably a flat surface. Further, a protective layer for maintaining the capture ability of the first capture body for a long period of time may be applied on the reaction field 77.

反応場77の大きさは特に限定されない。捕捉膜76が第2開口64を閉塞できる大きさである場合、反応場77の大きさは第2開口64により規定される。これにより、反応場77の大きさを高精度且つ容易に調整することができる。一方、捕捉膜76が第2開口64よりも小さい場合、捕捉膜76の大きさがそのまま反応場77の大きさとなる。 The size of the reaction field 77 is not particularly limited. When the capture membrane 76 is large enough to block the second opening 64, the size of the reaction field 77 is defined by the second opening 64. Thereby, the size of the reaction field 77 can be easily adjusted with high accuracy. On the other hand, when the capture film 76 is smaller than the second opening 64, the size of the capture film 76 becomes the size of the reaction field 77 as it is.

また、反応場77は、ウェル本体61の底面構造66側の底面から離れた位置に配置されることが好ましい。これにより、液体収容部65内に試薬等の液体を反応場77に供給し反応を効率良く行うことができる。また、蛍光93を検出する際に、ウェル本体61の底面構造66側の底面に起因するノイズによって検出精度が低下してしまうことを防止することもできる。 Further, the reaction field 77 is preferably arranged at a position away from the bottom surface of the well body 61 on the bottom surface structure 66 side. As a result, a liquid such as a reagent can be supplied to the reaction field 77 in the liquid storage unit 65 to efficiently carry out the reaction. Further, when detecting the fluorescence 93, it is possible to prevent the detection accuracy from being lowered due to noise caused by the bottom surface of the well body 61 on the bottom surface structure 66 side.

(生化学検査システムの動作)
図9は、生化学検査システムAの動作を説明するためのフローチャートである。図9を用いて生化学検査システムAの動作について説明する。
(Operation of biochemical inspection system)
FIG. 9 is a flowchart for explaining the operation of the biochemical inspection system A. The operation of the biochemical inspection system A will be described with reference to FIG.

まずは、測定の準備を行う(工程S10)。具体的には、制御演算部50の制御により、送液・搬送部30が対象の検査チップ60を生化学検査システムAの位置10a(図3参照)に移動させ、検査チップ60を位置10aに対応する撹拌装置の回転体に装着する。そして、送液・搬送部30により洗浄液が検査チップ60に供給され、加振部10により検査チップ60内の液体を撹拌しながら液体収容部65内の洗浄を行う。この際、反応場77上に第1の捕捉体の捕捉能力を長期間維持するための保護層が塗布されている場合、保護層も除去される。その後、送液・搬送部30により、検査チップ60内の洗浄液が回収され、測定用緩衝液が検査チップ60内に新たに供給される。 First, preparation for measurement is performed (step S10). Specifically, under the control of the control calculation unit 50, the liquid feeding / transporting unit 30 moves the target inspection chip 60 to the position 10a (see FIG. 3) of the biochemical inspection system A, and moves the inspection chip 60 to the position 10a. Attach to the rotating body of the corresponding agitator. Then, the cleaning liquid is supplied to the inspection chip 60 by the liquid feeding / transporting unit 30, and the inside of the liquid accommodating unit 65 is cleaned while the liquid in the inspection chip 60 is agitated by the vibrating unit 10. At this time, if a protective layer for maintaining the capturing ability of the first trapping material for a long period of time is applied on the reaction field 77, the protective layer is also removed. After that, the cleaning liquid in the inspection chip 60 is collected by the liquid feeding / transporting unit 30, and the measurement buffer solution is newly supplied into the inspection chip 60.

次に、励起光を検査チップ60に照射して、増強角を特定するための増強測定及び光学ブランク値を測定するための光学ブランク値測定を行う(工程S20)。具体的には、制御演算部50の制御により、送液・搬送部30が対象の検査チップ60を生化学検査システムAの位置10b(図3参照)に配置し、投光部10が、検査チップ60の反応場77に対応する反射面73の領域に、入射角αを走査しながら励起光91を照射する。それと同時に、検出部40は、励起光91に照射された金属膜75から検査チップ60の内部側に放出されたプラズモン散乱光94を検出する。制御演算部50は、励起光91の入射角αとプラズモン散乱光94の強度との関係を含むデータを取得し、同データに基づいて、プラズモン散乱光94の強度が最大となった時の入射角αを増強角として特定し、励起光91の入射角αを増強角に設定する。また、増強角は、0.1°程度のオーダーで決定される。 Next, the inspection chip 60 is irradiated with excitation light to perform augmentation measurement for specifying the augmentation angle and optical blank value measurement for measuring the optical blank value (step S20). Specifically, under the control of the control calculation unit 50, the liquid feeding / transporting unit 30 arranges the target inspection chip 60 at the position 10b (see FIG. 3) of the biochemical inspection system A, and the light projecting unit 10 inspects. The region of the reflecting surface 73 corresponding to the reaction field 77 of the chip 60 is irradiated with the excitation light 91 while scanning the incident angle α. At the same time, the detection unit 40 detects the plasmon scattered light 94 emitted from the metal film 75 irradiated with the excitation light 91 to the inside of the inspection chip 60. The control calculation unit 50 acquires data including the relationship between the incident angle α of the excitation light 91 and the intensity of the plasmon scattered light 94, and based on the data, the incident when the intensity of the plasmon scattered light 94 is maximized. The angle α is specified as the augmentation angle, and the incident angle α of the excitation light 91 is set as the augmentation angle. The enhancement angle is determined on the order of about 0.1 °.

その後、制御演算部50の制御により、投光部10は、検査チップ60の反応場77に対応する反射面73の領域に、増強角に設定された入射角αで励起光91を照射する。それと同時に、検出部40は、蛍光93と同じ波長の光の光量を検出する。制御演算部50は、検出部40により測定された光の光量を光学ブランク値として記録する。 After that, under the control of the control calculation unit 50, the light projecting unit 10 irradiates the region of the reflecting surface 73 corresponding to the reaction field 77 of the inspection chip 60 with the excitation light 91 at the incident angle α set to the augmentation angle. At the same time, the detection unit 40 detects the amount of light having the same wavelength as the fluorescence 93. The control calculation unit 50 records the amount of light measured by the detection unit 40 as an optical blank value.

その後、送液・搬送部30により、検査チップ60内の測定用緩衝液が回収され、測定用検体が検査チップ60内に新たに供給される。なお、測定用検体としては、受検者から直接採取した検体を使用しても良いし、受検者から直接採取した検体を、検体希釈用液で希釈されたものを使用しても良い。 After that, the liquid feeding / transporting unit 30 collects the measurement buffer solution in the test chip 60, and the measurement sample is newly supplied into the test chip 60. As the sample for measurement, a sample directly collected from the examinee may be used, or a sample directly collected from the examinee diluted with a sample dilution solution may be used.

次に、反応場77に露出している第1の捕捉体に、検体中に存在する被検出物質を結合させるための1次反応を行う(工程S30)。具体的には、制御演算部50の制御により、送液・搬送部30が対象の検査チップ60を生化学検査システムAの位置10c(図3参照)に移動させ、検査チップ60を位置10cに対応する撹拌装置の回転体に装着する。そして、加振部10により検査チップ60内の液体を撹拌する。この際、検体中に存在する被検出物質は、反応場77に露出している第1の捕捉体と特異的に結合するため、第1の捕捉体に捕捉され反応場77に留まることとなる。 Next, a primary reaction for binding the substance to be detected present in the sample to the first trap exposed in the reaction field 77 is performed (step S30). Specifically, under the control of the control calculation unit 50, the liquid feeding / transporting unit 30 moves the target inspection chip 60 to the position 10c (see FIG. 3) of the biochemical inspection system A, and moves the inspection chip 60 to the position 10c. Attach to the rotating body of the corresponding agitator. Then, the liquid in the inspection chip 60 is agitated by the vibrating unit 10. At this time, the substance to be detected present in the sample specifically binds to the first trap exposed in the reaction field 77, so that the substance to be detected is captured by the first trap and stays in the reaction field 77. ..

反応に充分な時間が経過した後、検査チップ60内を洗浄するために、送液・搬送部30により、検査チップ60内の測定用検体が回収され、洗浄液が検査チップ60内に新たに供給される。この際、加振部10により検査チップ60内の液体を撹拌し続けるため、検査チップ60内に非特異的に吸着した被検出物質や夾雑物等が除去される。 After a sufficient time has elapsed for the reaction, in order to clean the inside of the inspection chip 60, the measuring sample in the inspection chip 60 is collected by the liquid feeding / transporting unit 30, and the cleaning liquid is newly supplied into the inspection chip 60. Will be done. At this time, since the liquid in the inspection chip 60 is continuously agitated by the vibrating unit 10, the substances to be detected, impurities, and the like that are non-specifically adsorbed in the inspection chip 60 are removed.

その後、送液・搬送部30により、検査チップ60内の洗浄液が回収され、標識液が検査チップ60内に新たに供給される。 After that, the cleaning liquid in the inspection chip 60 is collected by the liquid feeding / transporting unit 30, and the labeling liquid is newly supplied into the inspection chip 60.

次に、第1の捕捉体に捕捉された被検出物質に、蛍光標識を付与するための2次反応を行う(工程S40)。具体的には、制御演算部50の制御により、送液・搬送部30が対象の検査チップ60を生化学検査システムAの位置10d(図3参照)に移動させ、検査チップ60を位置10dに対応する撹拌装置の回転体に装着する。そして、加振部10により検査チップ60内の液体を撹拌する。標識液には、蛍光標識された第2の捕捉体が存在し、第2の捕捉体は、第1の捕捉体と特異的に結合する被検出物質の部位とは異なる部位にて被検出物質と特異的に結合するため、第2の捕捉体と特異的に結合することにより、被検出物質は、間接的に蛍光標識されることとなる。なお、第2の捕捉体の種類は、第1の捕捉体と特異的に結合する被検出物質の部位とは異なる部位にて被検出物質と特異的に結合できるものであれば、特に限定されない。例えば、第2の捕捉体は、被検出物質に特異的な生体分子であっても良いし、その断片等であっても良い。また、第2の捕捉体は、1分子からなるものであっても良く、2以上の分子が結合してなる複合体であっても良い。 Next, a secondary reaction for imparting a fluorescent label to the substance to be detected captured by the first trap is carried out (step S40). Specifically, under the control of the control calculation unit 50, the liquid feeding / transporting unit 30 moves the target inspection chip 60 to the position 10d (see FIG. 3) of the biochemical inspection system A, and moves the inspection chip 60 to the position 10d. Attach to the rotating body of the corresponding agitator. Then, the liquid in the inspection chip 60 is agitated by the vibrating unit 10. In the labeling solution, there is a fluorescently labeled second trap, and the second trap is a substance to be detected at a site different from the site of the substance to be detected that specifically binds to the first trap. By specifically binding to the second trap, the substance to be detected is indirectly fluorescently labeled. The type of the second trap is not particularly limited as long as it can specifically bind to the substance to be detected at a site different from the site of the substance to be detected that specifically binds to the first trap. .. For example, the second trap may be a biomolecule specific to the substance to be detected, a fragment thereof, or the like. Further, the second trap may be one composed of one molecule or a complex formed by binding two or more molecules.

反応に充分な時間が経過した後、検査チップ60内を洗浄するために、送液・搬送部30により、検査チップ60内の標識液が回収され、洗浄液が検査チップ60内に新たに供給される。この際、加振部10により検査チップ60内の液体を撹拌し続けるため、検査チップ60内に非特異的に吸着した第2の捕捉体や夾雑物等が除去される。 After a sufficient time has elapsed for the reaction, in order to clean the inside of the inspection chip 60, the labeling liquid in the inspection chip 60 is collected by the liquid feeding / transporting unit 30, and the cleaning liquid is newly supplied into the inspection chip 60. Ru. At this time, since the liquid in the inspection chip 60 is continuously agitated by the vibrating unit 10, the second trap, impurities, and the like that are non-specifically adsorbed in the inspection chip 60 are removed.

その後、送液・搬送部30により、検査チップ60内の洗浄液が回収され、測定用緩衝液が検査チップ60内に新たに供給される。 After that, the cleaning liquid in the inspection chip 60 is collected by the liquid feeding / transporting unit 30, and the measurement buffer solution is newly supplied into the inspection chip 60.

次に、蛍光標識された被検出物質からの蛍光値を測定するための蛍光値測定を行う(工程S50)。具体的には、制御演算部50の制御により、送液・搬送部30が対象の検査チップ60を生化学検査システムAの位置10e(図3参照)に配置し、投光部10が、検査チップ60の反応場77に対応する反射面73の領域に、増強角に設定された入射角αで励起光91を照射する。それと同時に、検出部40は、蛍光93と同じ波長の光の光量を検出する。制御演算部50は、検出部40により測定された光の光量を蛍光値として記録する。この際、液体収容部65内の液体(測定用緩衝液)の液面と反応場77の位置とが接近していると、液面で反射又は屈折した蛍光までも検出部40により検出されてしまうおそれがあるため、検出精度の観点から、反応場77は、液体収容部65内の液体(測定用緩衝液)の液面以下で、且つ液面から離れた位置に位置することが好ましい。そのため、本工程における測定用緩衝液は、他工程において使用される液体よりも量が多く供給されても良い。 Next, the fluorescence value measurement for measuring the fluorescence value from the fluorescently labeled substance to be detected is performed (step S50). Specifically, under the control of the control calculation unit 50, the liquid feeding / transporting unit 30 arranges the target inspection chip 60 at the position 10e (see FIG. 3) of the biochemical inspection system A, and the light projecting unit 10 inspects. The region of the reflection surface 73 corresponding to the reaction field 77 of the chip 60 is irradiated with the excitation light 91 at the incident angle α set at the augmentation angle. At the same time, the detection unit 40 detects the amount of light having the same wavelength as the fluorescence 93. The control calculation unit 50 records the amount of light measured by the detection unit 40 as a fluorescence value. At this time, if the liquid level of the liquid (buffer solution for measurement) in the liquid storage unit 65 and the position of the reaction field 77 are close to each other, even the fluorescence reflected or refracted on the liquid surface is detected by the detection unit 40. From the viewpoint of detection accuracy, the reaction field 77 is preferably located below the liquid level of the liquid (buffer solution for measurement) in the liquid storage portion 65 and at a position away from the liquid level. Therefore, the measurement buffer solution in this step may be supplied in a larger amount than the liquid used in other steps.

その後、制御演算部50の制御により検査チップ60が処分されるとともに、制御演算部50は、取得した蛍光値から、工程S20で取得した光学ブランク値を引くことで、被検出物質の量に相関するシグナル値を算出する。また、制御演算部50は、予め作成しておいた検量線に基づいて、同シグナル値を、被検出物質の量や濃度などに更に換算しても良い。 After that, the inspection chip 60 is disposed of under the control of the control calculation unit 50, and the control calculation unit 50 correlates with the amount of the substance to be detected by subtracting the optical blank value acquired in step S20 from the acquired fluorescence value. Calculate the signal value to be used. Further, the control calculation unit 50 may further convert the signal value into the amount or concentration of the substance to be detected based on the calibration curve prepared in advance.

その後、検査が終了する。以上各工程により、生化学検査システムAは、検体中の被検出物質の存在又は量を測定することができる。 After that, the inspection is completed. Through each of the above steps, the biochemical test system A can measure the presence or amount of the substance to be detected in the sample.

なお、上記工程S20では、励起光91の入射角αを増強角に設定したが、増強角の代わりに、励起光91の入射角αを共鳴角に設定しても良い。この場合、工程S20において、投光部10は、検査チップ60の反応場77に対応する反射面73の領域に、入射角αを走査しながら励起光91を照射する。それと同時に、検出部40は、反射光92の光量を検出する。制御演算部50は、励起光91の入射角αと反射光92の光量との関係を含むデータを取得し、同データに基づいて、反射光92の光量が最小となった時の入射角αを共鳴角として特定し、励起光91の入射角αを共鳴角に設定する。 In the step S20, the incident angle α of the excitation light 91 is set as the augmentation angle, but instead of the augmentation angle, the incident angle α of the excitation light 91 may be set as the resonance angle. In this case, in step S20, the light projecting unit 10 irradiates the region of the reflecting surface 73 corresponding to the reaction field 77 of the inspection chip 60 with the excitation light 91 while scanning the incident angle α. At the same time, the detection unit 40 detects the amount of reflected light 92. The control calculation unit 50 acquires data including the relationship between the incident angle α of the excitation light 91 and the light amount of the reflected light 92, and based on the data, the incident angle α when the light amount of the reflected light 92 is minimized. Is specified as the resonance angle, and the incident angle α of the excitation light 91 is set as the resonance angle.

本出願は、2017年2月15日出願の特願2017−025823に基づく優先権を主張する。当該出願明細書および図面に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。 This application claims priority under Japanese Patent Application No. 2017-025823 filed on February 15, 2017. All the contents described in the application specification and drawings are incorporated herein by reference.

10 加振部
10a、10b、10c、10d、10e 位置
20 投光部
30 送液・搬送部
40 検出部
50 制御演算部
51 CPU
52 投光制御部
53 送液駆動制御部
54 送液移動制御部
55 搬送制御部
56 検出制御部
57 演算部
60、60a、60b、60c、60d、60e、60x、60y 検査チップ
61 ウェル本体
62 側壁部材
63 第1開口
64 第2開口
65 液体収容部
66 底面構造
66a、66b 先端
71 プリズム
72 入射面
73 反射面
74 出射面
75 金属膜
76 捕捉膜
77 反応場
91 励起光
92 反射光
93 蛍光
94 プラズモン散乱光
99 回転体
A 生化学検査システム
c 対称中心
x 先端位置
G1、G2 重心
α 入射角
10 Vibration unit 10a, 10b, 10c, 10d, 10e Position 20 Light projector 30 Liquid transfer / transfer unit 40 Detection unit 50 Control calculation unit 51 CPU
52 Light projection control unit 53 Liquid feed drive control unit 54 Liquid feed movement control unit 55 Transport control unit 56 Detection control unit 57 Calculation unit 60, 60a, 60b, 60c, 60d, 60e, 60x, 60y Inspection chip 61 Well body 62 Side wall Member 63 1st opening 64 2nd opening 65 Liquid storage 66 Bottom structure 66a, 66b Tip 71 Prism 72 Incident surface 73 Reflection surface 74 Exit surface 75 Metal film 76 Capture film 77 Reaction field 91 Excitation light 92 Reflection light 93 Fluorescence 94 Plasmon Scattered light 99 Rotating body A Biochemical inspection system c Center of symmetry x Tip position G1, G2 Center of gravity α Incident angle

Claims (12)

内部に液体を収容し、底面端の円運動により前記液体を撹拌するための検査チップであって、
前記液体を収容するためのウェル本体と、前記ウェル本体の側面に配設された側壁部材とを有し、
前記ウェル本体の前記底面端は、前記ウェル本体の中心線から前記側壁部材に偏った位置にて、前記底面端を円運動させるための回転部材と接触する底面構造を有する、
検査チップ。
An inspection chip that stores a liquid inside and agitates the liquid by circular motion at the bottom edge.
It has a well body for accommodating the liquid and a side wall member arranged on the side surface of the well body.
The bottom end of the well body has a bottom structure in contact with a rotating member for circularly moving the bottom end at a position biased from the center line of the well body to the side wall member.
Inspection tip.
前記底面構造は、前記回転部材と接触する位置が、前記検査チップ全体の重心が存在し、且つ前記中心線と平行な軸に存在するように形成されている、
請求項1に記載の検査チップ。
The bottom surface structure is formed so that the position of contact with the rotating member is located on an axis parallel to the center line and the center of gravity of the entire inspection chip is present.
The inspection chip according to claim 1.
前記底面構造の形状は曲面である、請求項1又は2に記載の検査チップ。 The inspection chip according to claim 1 or 2, wherein the shape of the bottom surface structure is a curved surface. 前記ウェル本体は、縦に長い形状を呈する、請求項1から3の何れか一項に記載の検査チップ。 The inspection chip according to any one of claims 1 to 3, wherein the well body has a vertically long shape. 前記ウェル本体は、前記底面構造により前記底面端が閉塞された筒状のものである、請求項4に記載の検査チップ。 The inspection chip according to claim 4, wherein the well body has a tubular shape whose bottom end is closed by the bottom structure. 前記ウェル本体は、円筒である、請求項5に記載の検査チップ。 The inspection chip according to claim 5, wherein the well body is a cylinder. 前記側壁部材は、光学素子を含む、請求項1から6の何れか一項に記載の検査チップ。 The inspection chip according to any one of claims 1 to 6, wherein the side wall member includes an optical element. 前記側壁部材は、プリズムを含む、請求項7に記載の検査チップ。 The inspection chip according to claim 7, wherein the side wall member includes a prism. 前記ウェル本体は、側面に貫通孔を有し、
前記プリズムの一面上に金属膜が形成されており、
前記金属膜は、前記貫通孔において前記ウェル本体の内部に露出している、
請求項8に記載の検査チップ。
The well body has a through hole on the side surface and has a through hole.
A metal film is formed on one surface of the prism.
The metal film is exposed inside the well body in the through hole.
The inspection chip according to claim 8.
前記ウェル本体の内部に露出している前記金属膜上に、被検出物質を捕捉するためのリガンド分子が固定化されている、請求項9に記載の検査チップ。 The test chip according to claim 9, wherein a ligand molecule for capturing a substance to be detected is immobilized on the metal film exposed inside the well body. 請求項1〜10の何れか一項に記載の検査チップを使用した検査システムであって、
前記検査チップに対して光を照射する光源と、
前記検査チップから出射した被測定光を測定するための検出部と、
前記回転部材を有する撹拌装置と、
を有する検査システム。
An inspection system using the inspection chip according to any one of claims 1 to 10.
A light source that irradiates the inspection chip with light,
A detection unit for measuring the light to be measured emitted from the inspection chip,
A stirring device having the rotating member and
Inspection system with.
前記検査チップを搬送するための搬送部を更に有し、
前記搬送部は、検査の進行に応じて、前記検査チップを搬送し所定の位置に配置する、
請求項11に記載の検査システム。
Further having a transport unit for transporting the inspection chip,
The transport unit transports the inspection chip and arranges it at a predetermined position according to the progress of the inspection.
The inspection system according to claim 11.
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